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商品簡介
目次
商品簡介
本書重點介紹了以介孔基材及納米級填充物為代表的典型複合材料熱傳輸特性與相變特性。金屬納米基元(如納米顆粒、納米線等)，是由原子、分子過度到宏觀塊材的一類新的微觀存在。小尺度效應、表面效應以及特殊製備方法形成的特殊結構，使其熱物理行為和熱物理性質相對於體材料表現出特異性。本書主要研究了微納金屬顆粒/線、有機物的相變行為及相變熱特性，以及團聚對納米尺度熔化的影響。進一步選擇典型的介孔基材開展傳熱特性的研究。最後考慮複合體的相變熱特性，尤其是基材的引入對納米填充物相變行為、熱輸運行為的影響。
目次
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 相變蓄熱技術與相變蓄熱材料 2
1.1.1 蓄熱技術概述 2
1.1.2 相變蓄熱材料的分類 3
1.1.3 相變蓄熱技術研究與應用現狀 6
1.2 介孔異質納米複合體 9
1.2.1 介孔基體材料的定義與分類 9
1.2.2 介孔異質複合相變材料的研究現狀 16
參考文獻 34
第2章 微尺度熱特性的研究方法 43
2.1 分子動力學方法與熱導率計算 43
2.1.1 分子動力學原理 43
2.1.2 平衡態分子動力學方法 50
2.1.3 非平衡態分子動力學方法 51
2.2 熱容理論與模擬 51
2.2.1 愛因斯坦模型 51
2.2.2 德拜模型 52
2.2.3 分子動力學求解比熱 53
2.3 相變點的計算方法 53
2.3.1 勢能溫度函數法 53
2.3.2 基於自擴散係數計算相變點 54
2.3.3 偽超臨界路徑方法計算相變點與潛熱 54
2.4 熱物性測試方法 56
2.4.1 3ω法 57
2.4.2 瞬態平面熱源法 58
2.4.3 閃光法 59
2.4.4 掃描熱顯微法 60
2.5 比熱、熔點及潛熱測試方法 60
2.5.1 差示掃描量熱法 60
2.5.2 絕熱量熱法 61
2.5.3 差熱分析法 62
參考文獻 63
第3章 金屬納米基元的相變熱特性 64
3.1 金屬納米基元的相變行為 64
3.1.1 零維金屬納米顆粒的相變行為 64
3.1.2 一維金屬納米線的相變特性 73
3.1.3 金屬顆粒團聚對納米尺度熔化行為的影響 79
3.1.4 金屬納米顆粒相變過程的表徵和測試 86
3.2 金屬納米基元的熱導率 93
3.2.1 電子和聲子（晶格）熱導率 93
3.2.2 金屬納米線/顆粒/膜的電子平均自由程 94
3.2.3 銀、銅和鋁納米顆粒的熱導率 102
3.2.4 圓截面銅納米線熱導率 105
參考文獻 111
第4章 有機類材料相變熱特性 117
4.1 烷烴類相變材料 117
4.2 有機聚合物類相變材料 124
4.2.1 概念 124
4.2.2 晶相及相轉變 125
4.2.3 受限空間下的聚合物 127
4.2.4 偽超臨界路徑方法計算聚合物相變點 129
4.2.5 PEG納米線的相變特性 132
4.2.6 PEG熱導率的多尺度特性 132
參考文獻 138
第5章 典型介孔材料的傳熱特性 140
5.1 矽基和碳基介孔材料熱特性 140
5.1.1 結構表徵及重構 140
5.1.2 多孔骨架熱導率的分子動力學模型 143
5.1.3 考慮孔道邊界散射的理論模型 148
5.1.4 納米孔道受限空氣熱導率 151
5.1.5 介孔材料氣固耦合有效熱導率模型 152
5.2 介孔氧化鋁的比熱和熱導率 163
5.2.1 結構表徵 163
5.2.2 介孔材料熱特性格子玻爾茲曼模擬 164
5.2.3 介孔材料熱導率和比熱 175
參考文獻 182
第6章 介孔碳受限孔道內低維納米材料的相變 185
6.1 碳基類複合相變材料 185
6.1.1 鋁介孔碳（AlCMK-3）熱導率 185
6.1.2 銀碳納米管（AgCNT）相變特性 190
6.1.3 十二酸碳納米管（LACNTs）熱導率及相變特性 197
6.2 矽基類複合相變材料 205
6.2.1 十七烷介孔二氧化矽（C17H36MCM-41）熱導率及相變特性 206
6.2.2 PEGMCM-41的修飾改性 212
6.2.3 銅介孔二氧化矽（CuMCM-41）熱導率 220
6.2.4 鋁介孔二氧化矽（AlMCM-41）熱導率 222
參考文獻 224
第7章 納米複合材料的綜合熱導率 226
7.1 納米顆粒壓片的綜合熱導率 226
7.1.1 二氧化矽納米顆粒的有效熱導率 226
7.1.2 納米顆粒壓片的綜合熱導率模型 227
7.1.3 結果與分析 230
7.2 組裝導電聚合物介孔複合材料熱導率 233
7.2.1 材料的製備與結構表徵 233
7.2.2 雙流計法測量壓片複合熱導率 234
7.2.3 實驗結果與討論 237
7.3 納米顆粒燒結的多孔陶瓷熱導率 240
7.3.1 材料的製備與結構表徵 240
7.3.2 基於獨立探頭的3ω法測量熱導率 242
7.3.3 矽氧碳多孔陶瓷的熱導率模型 244
7.3.4 結果與分析 245
參考文獻 246
附錄Ⅰ 主要符號表 248
附錄Ⅱ 名詞表 255
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 相變蓄熱技術與相變蓄熱材料 2
1.1.1 蓄熱技術概述 2
1.1.2 相變蓄熱材料的分類 3
1.1.3 相變蓄熱技術研究與應用現狀 6
1.2 介孔異質納米複合體 9
1.2.1 介孔基體材料的定義與分類 9
1.2.2 介孔異質複合相變材料的研究現狀 16
參考文獻 34
第2章 微尺度熱特性的研究方法 43
2.1 分子動力學方法與熱導率計算 43
2.1.1 分子動力學原理 43
2.1.2 平衡態分子動力學方法 50
2.1.3 非平衡態分子動力學方法 51
2.2 熱容理論與模擬 51
2.2.1 愛因斯坦模型 51
2.2.2 德拜模型 52
2.2.3 分子動力學求解比熱 53
2.3 相變點的計算方法 53
2.3.1 勢能溫度函數法 53
2.3.2 基於自擴散係數計算相變點 54
2.3.3 偽超臨界路徑方法計算相變點與潛熱 54
2.4 熱物性測試方法 56
2.4.1 3ω法 57
2.4.2 瞬態平面熱源法 58
2.4.3 閃光法 59
2.4.4 掃描熱顯微法 60
2.5 比熱、熔點及潛熱測試方法 60
2.5.1 差示掃描量熱法 60
2.5.2 絕熱量熱法 61
2.5.3 差熱分析法 62
參考文獻 63
第3章 金屬納米基元的相變熱特性 64
3.1 金屬納米基元的相變行為 64
3.1.1 零維金屬納米顆粒的相變行為 64
3.1.2 一維金屬納米線的相變特性 73
3.1.3 金屬顆粒團聚對納米尺度熔化行為的影響 79
3.1.4 金屬納米顆粒相變過程的表徵和測試 86
3.2 金屬納米基元的熱導率 93
3.2.1 電子和聲子（晶格）熱導率 93
3.2.2 金屬納米線/顆粒/膜的電子平均自由程 94
3.2.3 銀、銅和鋁納米顆粒的熱導率 102
3.2.4 圓截面銅納米線熱導率 105
參考文獻 111
第4章 有機類材料相變熱特性 117
4.1 烷烴類相變材料 117
4.2 有機聚合物類相變材料 124
4.2.1 概念 124
4.2.2 晶相及相轉變 125
4.2.3 受限空間下的聚合物 127
4.2.4 偽超臨界路徑方法計算聚合物相變點 129
4.2.5 PEG納米線的相變特性 132
4.2.6 PEG熱導率的多尺度特性 132
參考文獻 138
第5章 典型介孔材料的傳熱特性 140
5.1 矽基和碳基介孔材料熱特性 140
5.1.1 結構表徵及重構 140
5.1.2 多孔骨架熱導率的分子動力學模型 143
5.1.3 考慮孔道邊界散射的理論模型 148
5.1.4 納米孔道受限空氣熱導率 151
5.1.5 介孔材料氣固耦合有效熱導率模型 152
5.2 介孔氧化鋁的比熱和熱導率 163
5.2.1 結構表徵 163
5.2.2 介孔材料熱特性格子玻爾茲曼模擬 164
5.2.3 介孔材料熱導率和比熱 175
參考文獻 182
第6章 介孔碳受限孔道內低維納米材料的相變 185
6.1 碳基類複合相變材料 185
6.1.1 鋁介孔碳（AlCMK-3）熱導率 185
6.1.2 銀碳納米管（AgCNT）相變特性 190
6.1.3 十二酸碳納米管（LACNTs）熱導率及相變特性 197
6.2 矽基類複合相變材料 205
6.2.1 十七烷介孔二氧化矽（C17H36MCM-41）熱導率及相變特性 206
6.2.2 PEGMCM-41的修飾改性 212
6.2.3 銅介孔二氧化矽（CuMCM-41）熱導率 220
6.2.4 鋁介孔二氧化矽（AlMCM-41）熱導率 222
參考文獻 224
第7章 納米複合材料的綜合熱導率 226
7.1 納米顆粒壓片的綜合熱導率 226
7.1.1 二氧化矽納米顆粒的有效熱導率 226
7.1.2 納米顆粒壓片的綜合熱導率模型 227
7.1.3 結果與分析 230
7.2 組裝導電聚合物介孔複合材料熱導率 233
7.2.1 材料的製備與結構表徵 233
7.2.2 雙流計法測量壓片複合熱導率 234
7.2.3 實驗結果與討論 237
7.3 納米顆粒燒結的多孔陶瓷熱導率 240
7.3.1 材料的製備與結構表徵 240
7.3.2 基於獨立探頭的3ω法測量熱導率 242
7.3.3 矽氧碳多孔陶瓷的熱導率模型 244
7.3.4 結果與分析 245
參考文獻 246
附錄Ⅰ 主要符號表 248
附錄Ⅱ 名詞表 255
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